CN206418986U - 一种大斜度井岩屑床清除工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型大斜度井岩屑床清除工具，包括杆体，杆体上分布三条并行的螺旋槽，螺旋槽在纵向上分为前段、后段前后两段，螺旋型槽道结构能够消除上、下和侧向切削力，环空流体流经螺旋槽后形成较强的旋流，在螺旋槽道附近产生强烈的旋涡；前后两段螺旋槽结构一方面能对沉积于井眼低边的岩屑形成更有效的冲刷，另一方面能使流体从小环空流向大环空，同时小环空中的流体在螺旋槽道钩角附近形成低压区；杆体上还均匀分布有复合片，有利于将岩屑卷入螺旋槽道，并在钻杆转动产生的离心力作用下将岩屑甩向大环空，高效清除大斜度井钻井过程中堆积的岩屑，提高钻井施工的安全性和效率。

Description

一种大斜度井岩屑床清除工具

技术领域

本实用新型应用于地质勘探钻具领域，涉及石油勘探井井下工具，具体涉及一种大斜度井岩屑床清除工具。

背景技术

大斜度井在石油钻井技术领域的开发应用越来越多，大斜度井钻井过程中产生的岩屑受到自身重力的影响，会在井眼下井壁沉积，沉积到一定程度会形成岩屑床，岩屑床的形成会给钻井施工带来憋泵、卡钻等一系列安全隐患；一般采用提高返速法、改善泥浆性能法、短程起下钻法和岩屑床清除工具法等清除方法消除岩屑床沉积；提高环空返速法受到钻井设备的限制效果不明显；改善泥浆性能只能部分缓解岩屑的沉积，并不能清除岩屑床；短程起下钻法会导致非生产时间的增加，降低钻井效率，以上各种方法均无法达到高效清除岩屑床的目的。

现有技术中还采用V形槽、螺旋型槽道结构的岩屑床清除器来破坏和清除岩屑床，V型槽存在拐角尖端，会对井壁产生上、下和侧向的切削力，在清除岩屑的同时，会导致井径的扩大；而螺旋型槽道结构的岩屑清除钻杆上需要布置6～7个螺旋槽道，在实际的加工过程中工作量大，且生产制造成本高。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种大斜度井岩屑床清除工具，能够高效清除大斜度井钻井过程中岩屑床，同时提高钻井施工的安全性和效率。

本实用新型的大斜度井岩屑床清除工具，包括杆体和杆体工作段上的螺旋槽，其特征在于：杆体前端为公扣端，后端为母扣端；螺旋槽在圆周上分布为三条并行，在纵向上分为接近公扣端的前段和接近母扣端的后段，两段之间平滑过渡；前段和后段螺旋槽的螺旋角度不一样，前段螺旋槽的螺旋升角为68～72°，后段螺旋槽的螺旋升角为48～52°°；

所述后段螺旋槽纵向长度尺寸为前段螺旋槽纵向长度尺寸的两倍；

所述杆体上分布有复合片；

所述复合片在杆体上均匀分布；

所述复合片为半圆球形凸起；

所述前段最大直径略大于后段最大直径；

所述杆体内部具有安装螺纹孔；

所述大斜度井岩屑床清除工具适用于井斜≥30°。

本实用新型大斜度井岩屑床清除工具，螺旋型槽道结构能够消除上、下和侧向切削力，环空流体流经螺旋槽后形成较强的旋流，在螺旋槽道附近产生强烈的旋涡；分段螺旋槽结构一方面能对沉积于井眼低边的岩屑形成更有效的冲刷，另一方面能使流体从小环空流向大环空；同时小环空中的流体在螺旋槽道钩角附近形成低压区，有利于将岩屑卷入螺旋槽道，并在钻杆转动产生的离心力作用下将岩屑甩向大环空，高效清除大斜度井钻井过程中堆积的岩屑，提高钻井施工的安全性和效率。

附图说明

图1是本实用新型实施例的大斜度井岩屑床清除工具平面结构示意图；

图2是图1的A-A向剖面结构示意图；

图3是图1的B-B向剖面结构示意图。

具体实施方式

如图所示，一种大斜度井岩屑床清除工具，包括杆体1，杆体1前端为公扣端，后端为母扣端；杆体1上均匀分布三条并行的螺旋槽，三条螺旋槽在圆周方向上的扇形夹角为60°，相邻螺旋槽之间的杆体在圆周方向上的扇形夹角也为60°，螺旋型槽道结构能够消除上、下和侧向切削力，环空流体流经螺旋槽后形成较强的旋流，在螺旋槽道附近产生强烈的旋涡；螺旋槽在纵向上分为接近公扣端的前段2和接近母扣端的后段3，两段之间平滑过渡；前段2和后段3螺旋槽的螺旋角度不一样，前段2螺旋槽的螺旋升角为68～72°，后段3螺旋槽的螺旋升角为48～52°；前后两段螺旋槽结构一方面能对沉积于井眼低边的岩屑形成更有效的冲刷，另一方面能使流体从小环空流向大环空，同时小环空中的流体在螺旋槽道钩角附近形成低压区；杆体1上还均匀分布有复合片4，复合片4能够扩大杆体1与岩屑的接触面，增加杆体1与岩屑的摩擦力，有利于将岩屑卷入螺旋槽道，并在钻杆转动产生的离心力作用下将岩屑甩向大环空，高效清除大斜度井钻井过程中堆积的岩屑，提高钻井施工的安全性和效率。

本实施例的大斜度井岩屑床清除工具，前段2的螺旋槽为机械清洁区，纵向长度为300mm，深度为31.5mm，螺旋升角为70°；后段3的螺旋槽为水力提速区，纵向长度为600mm，深度为26.5mm，螺旋升角为50°；前段2螺旋升角、槽深尺寸较大，有利于将岩屑卷入螺旋槽，后段3螺旋升角、槽深尺寸较小，有利甩出岩屑；前段2最大直径为196.5mm，后段3最大直径为191.5mm，前段2最大直径略大于后段3最大直径，后段3螺旋槽长度尺寸为前段2螺旋槽纵向长度尺寸的两倍，后段3螺旋槽将前段2螺旋槽卷入的岩屑甩出，岩屑清除更彻底；复合片4为半圆球形凸起，增加杆体1与岩屑接触面与摩擦力的同时，又防止岩屑磨损杆体1，延长杆体1使用寿命；杆体1内部具有安装螺纹孔，通过螺纹孔与动力驱动机构安装连接，杆体1最大外径尺寸为165mm，最小内径为71.4mm，适用于井斜≥30°；能够作为一种工具短节，连接在钻杆上随钻使用，既能够避免岩屑床的沉积，将岩屑床带离下井壁，还可以改变钻井液的流动方向，提高钻井液的流动速度，能够有效清除大斜度井钻井过程中的岩屑床，充分满足了大斜度井清除岩屑床的需求，同时降低了制造成本，解决了大斜度井岩屑床清除问题，消除了大斜度井钻井过程中岩屑床沉积带来的风险。

本实用新型的岩屑床清除工具在井下使用时，杆体通过安装螺纹孔连接在钻杆上，杆体搅动岩屑床，将岩屑带离下井壁，并将其带入前段螺旋槽中，前段螺旋槽能够起到导流作用，而后进入后段螺旋槽中，后段螺旋槽能够对进入其中的钻井液进行提速，并增大钻井液的紊流程度，实现钻井液的快速运移，避免岩屑床的堆积，从而达到高效清除岩屑床的目的；工具前段的机械清洁区通过举升作用和挖铲作用，能够避免岩屑向下井壁的沉积，并能够将已经沉积的岩屑带离下井壁；工具后段的水力提速区通过阿基米德螺旋效应和离心力的作用，能够提高岩屑的运移速度，改变钻井液的流动方向，将岩屑甩向井壁。

Claims (8)

1.一种大斜度井岩屑床清除工具，包括杆体（1），和杆体（1）工作段上的螺旋槽，其特征在于：所述杆体（1）前端为公扣端，后端为母扣端；螺旋槽在圆周上分布为三条并行，在纵向上分为接近公扣端的前段（2）和接近母扣端的后段（3），两段之间平滑过渡；前段（2）和后段（3）螺旋槽的螺旋角度不一样，前段（2）螺旋槽的螺旋升角为68～72°，后段（3）螺旋槽的螺旋升角为48～52°。

2.根据权利要求1所述的大斜度井岩屑床清除工具，其特征在于：所述后段（3）螺旋槽纵向长度尺寸为前段（2）螺旋槽纵向长度尺寸的两倍。

3.根据权利要求1所述的大斜度井岩屑床清除工具，其特征在于：所述杆体（1）上分布有复合片（4）。

4.根据权利要求3所述的大斜度井岩屑床清除工具，其特征在于：所述复合片（4）在杆体（1）上均匀分布。

5.根据权利要求3所述的大斜度井岩屑床清除工具，其特征在于：所述复合片（4）为半圆球形凸起。

6.根据权利要求1所述的大斜度井岩屑床清除工具，其特征在于：所述前段（2）最大直径略大于后段（3）最大直径。

7.根据权利要求1所述的大斜度井岩屑床清除工具，其特征在于：所述杆体（1）内部具有安装螺纹孔。

8.根据权利要求1所述的大斜度井岩屑床清除工具，其特征在于：所述大斜度井岩屑床清除工具适用于井斜≥30°。